Сообщение натуральные волокна растительного происхождения. Реферат: Химические волокна

Класс: 6

Цели:

Ознакомить учащихся с получением и свойствами волокон животного происхождения; провести сравнительный анализ натуральных волокон растительного и животного происхождения. Исследовать свойства волокон животного происхождения органолептическим методом.
Способствовать формированию представлений о мире профессий.
Развивать навыки определения материала по волокнистому составу; кругозор, умение анализировать, делать обобщения.
Воспитывать аккуратное, бережное отношение к вещам; уважение к чужому труду.

Тип урока: теоретический.

Межпредметные связи: история, география, литература, биология.

Материально-техническое оснащение:

Плакаты: «Текстильные волокна», «Пряха», «Первичная обработка шерсти», «Первичная обработка шёлка», «Золотое руно», «Прядильный станок», «Ткацкий станок», «Веретёна».
Кроссворд для повторения раздела «Материаловедение» 5 класс
Прялка, веретено, шерсть для прядения
Коллекции: «Ткани, изготовленные из натурального шёлка», «Ткани, изготовленные из натуральной шерсти», «Последовательность обработки шерсти»
Лабораторная работа «Изучение свойств шерстяных и шёлковых волокон»
Раздаточный материал и инструменты для проведения лабораторной работы
Карточки с написанием слов для словаря и названием профессий
Изображения животных: коза, кролик, овцы различных пород, верблюд, собака.
DVD-проектор, экран

Объект труда: образцы тканей

Предварительная работа: чтение «Мифы Древней Греции. Золотое руно», повторить по тетради за 5 класс раздел «Материаловедение».

Домашнее задание на следующий урок: учебник п. 1-2, рабочая тетрадь задания 22-29, подобрать образцы тканей из натуральных волокон животного происхождения.

Ход занятия.

1. Организационная часть урока.

Приветствие, проверка наличия учащихся в классе, готовности к уроку.

2. Сообщение темы и цели урока.

С первых дней жизни человек сталкивается с множеством тканей, которые имеют различные свойства. Когда вы были совсем маленькие, мамы заворачивали вас в мягкие, тёплые пелёнки. Если становилось холодно, просила надеть тёплую кофту. Сейчас вы уже взрослые, и можете самостоятельно приобретать необходимые вещи. К швейным изделиям каждый из нас предъявляет определённые требования, которые в большей степени относятся к материалам, из которых данное изделие изготовлено. В этом году вы будете изготавливать более сложное изделие, чем в 5 классе, поэтому знания полученные на уроках материаловедения помогут вам при выборе ткани для изготовления юбки.

Тема нашего урока – Натуральные волокна животного происхождения.

3. Закрепление ранее пройденного материала, подготовка к восприятию нового материала.

Вспомним то, что вы уже знаете. Предлагаю вам решить кроссворд.

Кроссворд.

По вертикали:

Волокна делятся на… и химические.
На стеблях белеют чашки,
В них и нитки, и рубашки.
Ткань, изготовленная в 12 веке Батистом де Шабре во Франции.
Процесс получения нити из волокон…
Растение, волокна которого служат сырьём для получения грубой ткани.
Как называется ткань снятая с ткацкого станка.

По горизонтали:

Ткацкое переплетение.
Назовите «русский шёлк».
Я вдоль ткани хожу.
Мой братец ходит поперёк ткани.
Сторона ткани с ярким, чётким рисунком.
Изделие, изготовленное на ткацком станке.
Хлопчатобумажная, ворсовая ткань
Из чего состоит ткань?
Хлопчатобумажная ткань, которую применяют для пошива постельного белья и пелёнок.

Графическое изображение кроссворда расположено на доске. Учащийся, давший правильный ответ, записывает его в кроссворд, и получает жетон.

Подведение итогов разгадывания кроссворда.

4. Объяснение нового материала.

Работа по схеме «Прядильные волокна».

Рассмотрим схему, изображённую на доске. Прочитайте её название.

Вспомним, что такое прядильные волокна?

(Волокна, из которых получают пряжу, называются прядильными волокнами).

На какие две большие группы они делятся?

Чем отличаются эти две группы?

Какие волокна вы изучали в 5 классе?

У вас на рабочих местах находится таблица «Сравнительная характеристика волокон хлопка, льна, шерсти, шёлка». Первые две колонки таблицы вы заполнили в 5 классе. Рассмотрите их. Две последние колонки вы заполните сегодня на уроке.

Сравнительная характеристика волокон хлопка, льна, шерсти и шёлка

Внешний вид и свойства волокон	хлопок		шерсть	Шёлк
		Светло – серый	Белый, чёрный, рыжий
			Нерезкий	Не очень резкий

Толщина (тонина)				Очень тонкое
Извитость	Слабо извитые		Сильно извитые
Мягкость
Гладкость	Пушистые		Пушистые
прочность

Как вы думаете, для чего нужно знать свойства волокон?

(Свойства волокон влияют на свойства тканей, из которых они изготовлены).

Сегодня мы изучим натуральные волокна животного происхождения. К этой группе относится натуральная шерсть и натуральный шёлк.

(Запись схемы в тетрадь).

(По мере объяснения учебного материала, учащиеся заносят сведения в таблицу «Сравнительная характеристика волокон хлопка, льна, шерсти, шёлка»).

Шерсть.

Натуральные шерстяные волокна представляют собой волосяной покров животных: коз, овец, верблюдов, собак, кроликов, лам длиной 10-250 мм.

Основную массу шерсти дают овцы – это около 90% от всего объёма шерсти. Овцеводством в России занимаются в предгорьях Кавказа и Поволжье. Здесь разводят полутонкорунных и грубошерстных овец.

(Показ изображений овец разных пород, рассматривание коллекции тканей).

В зависимости от толщины волокон, образующих волосяной покров овцы, шерсть делят на тонкую, полутонкую, полугрубую и грубую.

Тонкая шерсть состоит из тонких, извитых, равномерных по толщине и длине пуховых волокон.

Полутонкая шерсть включает более толстые пуховые и переходные волокна.

Полугрубая шерсть включает в своём составе пуховые и более толстые переходные волокна.

Грубая шерсть включает в свой состав толстые волокна.

Шерсть, срезанная ножницами с живой овцы, растяжима и мягка, обеспечивает хороший доступ воздуха и сохраняет тепло.

Особо ценится шерсть, получаемая от овец породы меринос, т.к. такая шерсть очень длинная и тонкая. Из шерсти овец этой породы изготавливают очень тонкую, прочную пряжу, а затем ткут высококачественные, лёгкие, дорогостоящие ткани. Таких овец разводят в Англии и Новой Зеландии. Причём, основой экономики Новой Зеландии является экспорт, т.е. вывоз из страны, молочных продуктов и овечьей шерсти. Такая шерсть ценится как золото, а породистое животное стоит как дорогой автомобиль.

Шерсть по - другому называется руно, её снимают специальными ножницами стригали, а время стрижки одной овцы не должно превышать 3 минут.

Поскольку овцы пасутся под открытым небом, шерсть сильно загрязнена, поэтому волокна сначала проходят первичную обработку.

Пряжу получают на прядильных фабриках спрессованную в упаковках по 250кг. Волокна подвергают разрыхлению и трепанию на разрыхлительных и трепальных машинах. Эти машины обслуживают операторы. В машинах волокна очищают от сорных примесей. Из трепальной машины волокна выходят в виде холста, который скатывается в рулон.

Затем холст поступает на чесальную машину, где его пропускают между двух поверхностей, покрытых тонкими металлическими иглами. Прочёсанный холст преобразуется в ленту.

Лента поступает на ленточные машины, где её вытягивают и слегка подкручивают – получается ровница.

Затем ровница поступает на прядильное производство, где и изготавливают пряжу.

(Работа по схемам на рабочих местах учащихся одновременно с объяснением учителя).

Производство шерстяных тканей

Первичная обработка волокон шерсти

Сортировка волокон
Трепание (разрыхление и выборка мусора) в разрыхлительной и трепальной машинах
Мытьё волокон с мылом и содой
Сушка волокон

Подготовительное производство

Чесание (чесальный цех) – получение волокнистой ленты
Ленточный цех – выравнивание направления волокон шерсти в ленте, вытягивание, уменьшение ленты по толщине (тонине) на ленточной машине
Ровничный цех – скручивание и вытягивание волокнистой ленты в ровницу

Прядильное производство

Вытягивание и скручивание ровницы в шерстяную пряжу на прядильной машине и наматывание в виде початков. Из коротких шерстяных волокон получают более толстую и грубую пряжу, из длинных – тонкую, ровную, гладкую.

Ткацкое производство

Производство ткани.

Отделочное производство

Отбеливание, окрашивание

(Показ основных продуктов процесса прядения. Запись схемы в тетрадь).

Скажите, а раньше вы слышали слово «руно»? Когда?

Дело в том, что описанная в мифе Колхида – это Грузия. У жителей отдельных высокогорных селений Грузии существовал способ добычи золота в горных реках. Шкуру барана опускали на некоторое время в поток горной реки, и крупинки золота задерживались между ворсинками. Через некоторое время шкуру доставали, и закрепляли на вешалах, золото падало на положенный внизу холст по мере высыхания шкуры. Следует отметить, что золота добывали таким способом не много, и в скором времени он отошёл.

А как в старину получали пряжу?

(Рассказ о прялках и веретёнах, прядильных станках, показ изображений на экране. Показ учителем способа прядения козьего пуха на самодельном веретене без прялки).

Прялка – это приспособление для ручного прядения. У прялки есть гребень, на него закрепляли кудель, из которой пряха левой рукой тянула нить, а правой рукой накручивала эту нить на веретено.

Характеристика шерстяных тканей

Тонкую и полутонкую шерсть используют в производстве тонких платьевых и костюмных тканей; грубую шерсть используют при производстве войлока, валенок.

Шерстяные ткани мало пачкаются, мало мнутся, впитывают воду, хорошо сохраняют тепло, почти не мнутся, хорошо драпируются, обладают большой пылеёмкостью. Шерстяные ткани имеют свойство сволачивания, сваливания волокон.

Шерстяные ткани вырабатывают гладкокрашеными, пестроткаными, напечатанными или набивными.

Маркировку «натуральная шерсть» разрешено использовать, если в составе волокон шерстяных тканей содержится не более 7% других волокон. Маркировку «чистая натуральная шерсть» ставят, если в составе ткани содержится не более 0,3% других волокон.

Изделия из шерсти стирают специальными моющими средствами при температуре воды 30, не трут, не выкручивают, надолго не замачивают. Выстиранные изделия раскладывают на плоскости до полного высыхания.

Шёлк.

Волокна шёлка – это коконы тутового шелкопряда, размотанные в тончайшую нить.

Из биологии вам известно, что бабочка откладывает яйца, из них появляются гусеницы, затем гусеницы вокруг себя наматывают тончайшие нити (куколка), а из куколки появляется бабочка.

Впервые шёлк был изготовлен в Древнем Китае. За разглашение тайны изготовления шёлковой ткани приговаривали к смерти. Шёлковые ткани вывозили в страны Средиземноморья. Путь, по которому везли ткани назвали Великий шёлковый путь. Об этом вам рассказывали на уроках истории.

Из волокон шёлка получают очень лёгкие, красивые и прочные ткани.

(Показ коллекции, рассматривание).

Как вы думаете, какие изделия лучше изготовить из шёлковых тканей?

С одного кокона сматывают нить тоньше человеческого волоса и длиной 700-800 метров. Волокно прямое, белое и гладкое. Нить сматывают сразу с 6-8 коконов. Такой шёлк называется шёлк – сырец.

Рассмотрим процесс обработки коконов.

Первичная обработка

Сбор коконов тутового шелкопряда
Обработка паром
Сушка горячим воздухом
Получение шёлка – сырца
Сматывание шёлковых нитей

Характеристика шёлковых тканей

Шёлковые ткани красивые, прочные, тонкие, мягкие, имеют блестящую и гладкую поверхность, гигроскопичны, воздухопроницаемы.

Подведение итогов заполнения таблицы «Сравнительная характеристика волокон шерсти, шёлка, хлопка, льна».

5. Закрепление теоретических сведений в ходе фронтального опроса.

Что такое шерсть?
Как ещё можно назвать шерсть?
Что входит в первичную обработку волокон шерсти?
Охарактеризуйте волокна шерсти.
Как получают волокна шёлка?
Охарактеризуйте волокна шёлка.
Найдите отличия волокон шерсти от волокон шёлка.
Как свойства волокон влияют на свойства тканей? Приведите примеры.

Текстильные волокна могут быть натуральными и химическими.

Натуральными называют такие волокна, которые встречаются в природе. Волокна состоят из веществ, относящихся к высокомолекулярным соединениям - полимерам. Из встречающихся в природе веществ к полимерам, например, относятся целлюлоза - основная часть растительных волокон, кератин и фиброин - основные белковые вещества, из которых состоят шерсть и шелк.

Важнейшее природное текстильное волокно - хлопок. На хлопкоочистительных заводах хлопок-сырец (семена хлопка, покрытые хлопковым волокном) очищают от попавших при сборе хлопка растительных примесей (частей коробочек, листьев и др.), а затем отделяют волокна от семян на специальных машинах -волокноотделителях. Потом волокно прессуют в кипы и отправляют на прядильную фабрику.

Длина волокон хлопка в основном чуть более 20 мм. Хлопковое волокно - тонкое, но прочное, хорошо красится. Из хлопка получают тонкую, равномерную и прочную пряжу и делают из нее самые разнообразные ткани - от тончайших батиста и маркизета до толстых обивочных тканей и корда для автомобильных шин.

Текстильные волокна получают также из стеблей и листьев растений. Такие волокна называют лубяными. Они бывают тонкие (лен, рами) и грубые (пенька, джут и др.). Из тонких волокон делают различные ткани, из грубых - мешковину, канаты и веревки.

Шерсть давно известна людям. Основную массу шерсти дают овцы. По своему значению для народного хозяйства шерсть занимает второе место после хлопка. У нее много очень ценных свойств: она легка, плохо проводит тепло и хорошо поглощает влагу. На фабриках первичной обработки шерсть освобождают от грязи и посторонних примесей. Волокна, одинаковые по своим свойствам, объединяют в общие партии. Из шерсти делают гладкую тонкую пряжу, а также пушистую, толстую. Ткани из гладкой пряжи прочны, легки, мало мнутся. Из них шьют различную одежду - платья, костюмы, пальто. Из пушистой и толстой пряжи вырабатывают тяжелые ткани (суконные), имеющие большую толщину и ворсистую поверхность. Шерсть является единственным натуральным волокном, из которого путем его свойлачивания (перепутывания волокон) можно получать различные войлоки и другие упругие и плотные материалы.

А натуральный шелк получают так. Когда гусенице тутового шелкопряда приходит время превращаться в куколку, чтобы затем стать бабочкой, она выпускает тонкую нить. С ее помощью гусеница прикрепляется к сухой ветке и сплетает из этой нити оболочку - кокон. Коконы собирают, прогревают паром и на специальных машинах разматывают. При разматывании соединяют нити нескольких коконов (от 3 до 30), которые прочно склеиваются между собой особым веществом - серицином, содержащимся в самих нитях. Такую нить называют шелком-сырцом. После скручивания шелка-сырца получают крученый шелк, из которого изготавливают красивый и прочный трикотаж.

Существует волокно минерального происхождения - асбест (горный лен), из которого изготавливают тепловую и электрическую изоляцию, пожарные костюмы и т. п.

Потребность в химических волокнах возникла уже в XIX в. Население планеты быстро росло, начинали развиваться новые отрасли техники, потребляющие в больших количествах волокно, и природного сырья - хлопка, шерсти, льна и шелка - не хватало.

Химическими называют 2 основных типа волокон - искусственные и синтетические. Наиболее простым для химической технологии конца XIX - начала XX в. оказалось создание искусственного волокна, получаемого химической переработкой природных высокомолекулярных соединений, например целлюлозы - главной составной части древесины. Большое значение созданию искусственного волокна из целлюлозы придавал великий русский химик Д. И. Менделеев. Он писал: «Пуд готовых волокон обойдется дешевле, чем пуд хлопка. В одном этом уже видна великая будущность...»

В настоящее время из целлюлозы получают вискозное медно-аммиачное, ацетатное и другие искусственные волокна. Они идут на изготовление штапельных и шелковых тканей, корда и многих других бытовых и промышленных изделий. Искусственные волокна дешевле натуральных и по ряду свойств превосходят их. Изменяя характер и режимы химической переработки целлюлозы в волокно, можно воздействовать на его прочность, химическую стойкость, эластичность, толщину. Однако возможности изменять свойства искусственных волокон все-таки ограниченны, так как в их основе лежит то же высокомолекулярное соединение, что и в основе натуральных.

Совсем другое дело - синтетические волокна, производство которых оказалось под силу только современной химии. Синтетические волокна производят полимеризацией относительно простых химических веществ-мономеров. Используя различные по природе мономеры и направленно воздействуя на условия реакции полимеризации и процесс формования волокна из расплава или раствора полимера, можно синтезировать волокна со многими заранее заданными свойствами. Сырье для синтетических волокон практически неисчерпаемо - это нефть, природный газ, уголь и коксовый газ, отходы целлюлозно-бумажной, пищевой и других отраслей промышленности.

Стойкость к агрессивным средам, высокая механическая прочность, эластичность и другие ценные качества синтетических волокон сделали их незаменимыми для использования в современной технике.Особо прочный корд для покрышек колес современных автомашин, самолетов , канаты и тросы, превосходящие стальные, фильтровальные перегородки, полупроницаемые мембраны, многочисленные ткани - вот далеко не полный перечень применения только одного синтетического волокна - найлона. А ведь теперь промышленность выпускает десятки марок синтетических волокон - капрон, энант, лавсан, нитрон... И каждый новый вид волокна - это новые области его применения, иногда самые неожиданные.

Производство химических волокон можно условно разделить на 4 стадии. Первая - получение исходного материала. Если сырьем для изготовления искусственных волокон служат природные высокомолекулярные соединения , то их предварительно очищают от примесей. Для синтетических волокон эта стадия заключается в синтезе полимеров. Затем приготовляют прядильную массу. На этой стадии полимеры растворяют или переводят в расплавленное состояние. Далее раствор или расплав тщательно очищают от нерастворившихся частиц и пузырьков воздуха и добавляют красители. Третья стадия - формование волокна. Это самая важная и ответственная операция. Прядильную массу продавливают через фильеру - диск с множеством мелких отверстий. Выходящие из отверстий тонкие струйки обдуваются воздухом, и волокно затвердевает благодаря испарению растворителя или охлаждению расплава. Последняя - отделка волокна. Волокна очищают от примесей, попавших на них в процессе формования. Нередко на этой стадии волокно также обрабатывают жиросодержащим раствором, чтобы придать ему большую скользкость. Это облегчает переработку волокна на текстильных предприятиях. Завершают производство химических волокон операции сушки и намотки волокна на шпули и катушки.

Волокно готово. Теперь его путь лежит на фабрики и заводы, где оно превратится в самые различные изделия.

Предыдущее: ВОЛНОВОД
Следующее: ВОЛОКУША

Категория: Промышленность на В

Натуральные волокна

Волокна состоят из непряденых нитей материала или длинных тонких отрезков нити. Волокна используются в природе как животными так и растениями, для удержания тканей (биологических).

Натуральные волокна - это волокна, которые существуют в природе в готовом виде, они образуются без непосредственного участия человека. В эту группу входят волокна растительного, животного и минерального происхождения.

Основными признаками для классификации являются: химический состав волокон и область их происхождения. Классификация натуральных волокон представлена на рисунке.

Рассмотрим подробнее основные из них.

Натуральные волокна животного происхождения

Шелк - состоит из волокна животного (белкового) происхождения. Шелковые нити получают из коконов гусениц тутового шелкопряда. К шелковой группе относятся такие ткани, как - вуаль, шифон, крепдешин, атлас чесуча, креп, креп-жоржет, туаль, фай, тафта, парча, фуляр и др. Традиционно, шелк считается одним из самых дорогих разновидностей ткани. Изделия из шелковой ткани очень легкие, прочные, красивые. Имеют приятный блеск, хорошо регулируют температуру тела. К недостаткам шелка можно отнести то, что ткань сильно мнется и чувствительна к действию ультрафиолетовых лучей. Часто к натуральному шелковому волокну добавляют другого рода волокна для получения новых интересных фактур и различных эффектных переплетений. Стоит отметить, что также выпускается искусственные и синтетические шелковые ткани.

Шерсть - натуральные волокна животного (белкового) происхождения. В качестве сырья используется волосяной покров животных - овечья шерсть, верблюжья шерсть, шерсть ламы, кролика и др. В группу шерстяных тканей входят: саржа, сукно, твид, бостон, коверкот, шевиот, дюветин и пр. Шерсть различных животных отличается по качеству, свойствам и области применения. Единственная общая характеристика всех типов шерсти - это исключительное качество удерживать тепло. Значительную массу шерсти (94-96%) для предприятий текстильной промышленности поставляет овцеводство. Натуральные шерстяные ткани мягкие, эластичные, лёгкие, воздухопроницаемые. Толщина тканей может быть разной, существуют как толстые, так тонкие шерстяные материи. Ткани из шерсти практически не сминаются.

Натуральное волокно минерального происхождения: асбест

натуральный волокно минеральный растительный

Асбест (греч. неразрушимый) - собирательное название группы тонковолокнистых минералов из класса силикатов. В природе это агрегаты с пространственной структурой в виде тончайших гибких волокон. Применяется в самых различных областях, например в строительстве, автомобильной промышленности и ракетостроении. По химическому составу асбест представляет собой водные силикаты магния, железа, кальция и залегает в горных породах в виде жил и прожилок.

Натуральные волокна растительного происхождения

Основным веществом, составляющим волокна растительного происхождения, является целлюлоза. Это твердое трудно растворимое вещество, состоит из звеньев С6Н10О5. Помимо целлюлозы в растительных волокнах присутствуют воски, жиры, белковые, красящие вещества и др.

Хлопок - это натуральное волокно растительного происхождения. Производят хлопок из волокон семян растений хлопчатника. На основе хлопка производятся: сатин, батист, марлевка, ситец, деним, фланель, канифас, тик, бязь, маркизет, перкаль, нансук, органди, пике, поплин, вуаль и прочие ткани. Достоинствами хлопчатобумажной ткани являются: прочность, высокая износостойкость, устойчивость к действию щелочей и эластичность. Ткань теплая, мягкая и приятная на ощупь, хорошо впитывает влагу, не электризуется. К недостатком ткани относят высокую сминаемость из-за малой доли упругой деформации. Иногда к тканям хлопчатобумажной группы добавляют вискозу, и тогда на их матовой поверхности появляется изумительный блеск либо узор.

Лен - это натуральное и экологически чистое волокно растительного происхождения. Сырьем для производства льна служит стебель травянистого растения с одноименным названием. Льняные ткани гигиеничные, прочные, мягкие на ощупь, с хорошими влаго- и воздухопроницаемыми свойствами. Однако, ткани изо льна из-за незначительной растяжимости и слабой упругости волокна чрезвычайно сильно мнутся и плохо гладятся, а также изрядно садятся при стирки. Чаще всего изделия из льняной ткани выпускаются естественного цвета (от серого до бежевого). Имеют приятный блеск.

Джут издавна используется для изготовления веревок и мешковины, а также в качестве натуральной основы для ковров и линолеума. Джутовое волокно получают из одноименного растения, произрастающего главным образом в Индии и Бангладеш. Тканое джутовое напольное покрытие мягче, чем кокосовое или сизалевое, поэтому подходит только для помещений, где нет оживленного движения, например спален. Здесь текстура изделий из джута станет дополнительным преимуществом - по ним приятно ходить босиком.

Кокосовое волокно (койр) получают из орехов кокосовой пальмы. Из койра делают прочные и упругие напольные покрытия - ковры, циновки и придверные коврики. Кокосовое волокно отличается чрезвычайной износостойкостью, но оно колючее и с трудом поддается окраске.

Пенька (волокна стеблей конопли) необычайно прочна, не подвержена гниению и не боится соленой воды, а также не выцветает и не портится на ярком свету. В конопле, выращиваемой для текстильной промышленности, отсутствуют активные наркотические компоненты. Она великолепно разрастается и не нуждается в химической защите или подкормке. Из нее делают пеньку и грубое сукно. В сочетании с другими, более мягкими натуральными волокнами конопля является сырьем для легких и удобных тканей, которые можно использовать самыми разными способами.

Ротанг - лиана, произрастающая в Юго-Восточной Азии. Из волокон ротанга плетут корзины, маты и сиденья стульев.

Сизаль отличается невероятной прочностью и износостойкостью. Это грубое натуральное волокно получают из листьев агавы. Сизалевые циновки, маты и коврики можно использовать в местах с оживленным движением. Материал мягче кокосового волокна, но грубее шерсти. Сизаль не обладает водоотталкивающими свойствами, от воды на нем остаются пятна. Зато он легко красится, и выбор цветов здесь больше, чем в случае других натуральных волокон.

Строение и свойства натуральных волокон.

1.Волокна растительного происхождения.

Основным полимером, из которого состоят природные волокна растительного происхождения, является целлюлоза , относящаяся к классу полисахаридов.

Характерная особенность целлюлозы – наличие в каждом элементарном звене трех гидроксильных групп; эта особенность определяет основные физико-математические свойства целлюлозных волокон.

Из существующих видов целлюлозных волокон наиболее распространёнными являются хлопковые и льняные волокна.

Хлопковое волокно. Хлопком называют волокна, покрывающие поверхность семян однолетнего растения хлопчатника, который произрастает в теплых южных районах страны (в Средней Азии, Закавказье, Казахстане). Развитие волокон хлопка начинается после цветения хлопчатника в период образования плодов (коробочек). В это время на поверхности семян отдельные клетки оболочки начинают интенсивно расти в длину, образуя тонкостенные трубочки с протоплазмой, состоящей из простых углеводных соединений (рис. 1.3). В период созревания, когда коробочки хлопчатника раскрываются, рост волокон в длину прекращается и в результате процесса фотосинтеза из протоплазмы выделяется а-целлюлоза.

На базе хлопка производятся: сатин, батист, марлевка, ситец, деним, фланель, канифас, тик, бязь, маркизет, перкаль, нансук, органди, пике, поплин, вуаль и прочие ткани.

Достоинствами хлопчатобумажной ткани: прочность, высокая износостойкость, устойчивость к действию щелочей и эластичность. Ткань теплая, мягкая и приятная на ощупь, хорошо впитывает влагу, не электризуется.

Недостатки: высокая сминаемость.

Льняное волокно. Для получения этого волокна выращивают специальный вид льна – лен-долгунец, представляющий собой однолетнее травянистое растение с прямым не ветвистым стеблем.

Основным веществом, из которого состоят волокна, является целлюлоза (около 75 %). К сопутствующим веществам относятся: лигнин, пектиновые, жировосковые, азотистые, красящие, зольные вещества, вода.

Льняное волокно имеет четыре-шесть граней с заостренными концами и характерными штрихами (сдвигами) на отдельных участках, возникшими в результате механических воздействий на волокно при его получении.

В отличие от хлопкового льняное волокно имеет сравнительно толстые стенки, узкий канал, закрытый с обоих концов; поверхность волокна более ровная и гладкая, в связи с этим льняные ткани меньше, чем хлопчатобумажные, загрязняются и легче отстирываются.

Эти свойства льна особенно ценны для бельевых полотен. Льняное волокно уникально быстрее других текстильных волокон поглощает и выделяет влагу; оно прочнее, чем хлопковое. Содержание в льняном волокне лигнина делает его устойчивым к действию света͵ погоды, микроорганизмов. Химические свойства льняного волокна аналогичны хлопковому, т. е. оно устойчиво к действию щелочей, но не устойчиво к кислотам. Льняное волокно сильно сминается из-за низкой упругости, трудно отбеливается и окрашивается.

Благодаря высоким гигиеническим и прочностным свойствам из льняных волокон получают бельевые ткани (для нательного, столового, постельного белья), летние костюмно-платьевые ткани. Из льняных волокон изготавливают также парусины, пожарные рукава, шнуры, обувные нитки, а из очесов льна - более грубые ткани: мешочные, холсты, брезенты, парусины и др.

2. Волокна животного происхождения.

Основным веществом, составляющим натуральные волокна животного происхождения (шерсти и шелка), являются белки - кератин и фиброин. Различие в молекулярной структуре этих белков определяет различия в свойствах волокон шерсти и шелка. Этим можно объяснить более высокую прочность шелка и его меньшую способность деформироваться при растяжении.

По сравнению с целлюлозой белки более устойчивы к действию слабо концентрированных кислот. К действию щелочей белки малоустойчивы, что объясняет невысокие показатели механических свойств шерсти и шелка.

Светостойкость шелка выше, чем целлюлозных волокон, а шерсти ниже.

Шерсть. Шерстью принято называть волокна волосяного покрова различных животных: овец, коз, верблюдов и др.
Размещено на реф.рф
Промышленность в основном перерабатывает натуральную овечью шерсть (руно).

Основным веществом волокна шерсти является кератин, который относится к белковым соединениям.

Волокно имеет три слоя: чешуйчатый, корковый и сердцевинный.

Чешуйчатый слой является наружным слоем волокон и играет защитную роль. Он состоит из отдельных чешуек, представляющих собой пластинки, плотно прилегающие друг к другу и прикрепленные одним концом к стержню волокна. Каждая чешуйка имеет защитный слой;

Корковый слой является основным слоем волокна и включает в себя ряд продольно расположенных веретенообразных клеток, образующих тело волоса;

В середине волокна имеется сердцевинный слой, который состоит из рыхлых тонкостенных клеток, заполненных пузырьками воздуха. Сердцевинный слой, не повышая прочности, способствует лишь увеличению толщины волокна, ᴛ.ᴇ. ухудшению его качества.

Учитывая зависимость оттолщины и строения различают следующие основные типы волокон шерсти: пух, переходный волос, ость, мертвый волос.

Пух - тонкое извитое волокно, имеющее два слоя: чешуйчатый, состоящий из кольцеобразных чешуек, и корковый.

Переходный волос несколько толще пуха. Он состоит из трех слоев: чешуйчатого, коркового и прерывистого сердцевинного.

Ость - грубое прямое волокно, имеющее три слоя: чешуйчатый, состоящий из пластинчатых чешуек, корковый и сплошной сердцевинный.

Мертвый волос - наиболее толстое, грубое, но хрупкое волокно. Оно покрыто крупными пластинчатыми чешуйками, имеет узкое кольцо коркового слоя и очень широкую сердцевину. Форма поперечного сечения чаще всего сплющенная, неправильная. Мертвый волос - жесткое, ломкое волокно с малой прочностью и плохой способностью окрашиваться.

Шерсть, состоящая преимущественно из волокон одного вида (пуха или переходного волоса), принято называть однородной, а содержащая волокна всех перечисленных видов - неоднородной. Чем больше в неоднородной шерсти пуха и чем меньше мертвого волоса, тем выше ее качество.

По гигроскопичности шерсть превосходит все волокна. Она медленно впитывает и испаряет влагу. Под действием влаги и тепла кератин размягчается и удлинение шерсти возрастает до 60% и более.

При высыхании шерсть дает максимальную усадку, в связи с этим изделия из нее рекомендуется подвергать химической чистке.

Шерсть устойчива к действию всех органических растворителей.

Концентрированные кислоты разрушают волокна шерсти: азотная вызывает пожелтение, серная - обугливание.

По светостойкости шерсть превосходит все натуральные волокна.

В пламени волокна шерсти спекаются, образуя на конце черный шарик, который легко растирается, издавая запах жженого пера. При вынесении из пламени они не горят.

В группу шерстяных тканей входят: саржа, сукно, твид, бостон, коверкот, шевиот, дюветин и пр.

Шелк. Шелковые нити получают из коконов гусениц тутового шелкопряда. К шелковой группе относятся такие ткани, как – вуаль, шифон, крепдешин, атлас чесуча, креп, креп-жоржет, туаль, фай, тафта͵ парча, фуляр и др.

Традиционно, шелк считается одним из самых дорогих разновидностей ткани. Изделия из шелковой ткани очень легкие, прочные, красивые. Имеют приятный блеск, хорошо регулируют температуру тела. К недостаткам шелка можно отнести то, что ткань сильно мнется и чувствительна к действию ультрафиолетовых лучей. Часто к натуральному шелковому волокну добавляют другого рода волокна для получения новых интересных фактур и различных эффектных переплетений.

Натуральным шелком называют тонкие непрерывные нити, выделяемые железами гусениц шелкопрядов при завивке кокона перед окукливанием. Основное промышленное значение имеет шелк одомашненного тутового шелкопряда, гусениц которого выкармливают листьями тутового дерева (шелковицы).

Длина коконной нити - до 1 500 м, а размотанной нити - 600-900 м. Относительная разрывная нагрузка коконной нити несколько меньше,чем хлопка, разрывное удлинение - в 2-2,5 раза больше. Прочность натурального шелка в мокром состоянии снижается на 5-15%.

По светостойкости натуральный шелк уступает всем прочим натуральным волокнам. Горение волокна происходит аналогично горению шерсти.

Строение и свойства натуральных волокон. - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Строение и свойства натуральных волокон." 2017, 2018.

Натуральные волокна (хлопок , лен и прочие) являются основным сырьем для отечественной текстильной промышленности. Их изготавливают из различных природных продуктов.

Происхождение натуральных волокон

Сырье, повторимся, получают из различных продуктов. В зависимости от материала волокна отличаются друг от друга качеством, внешним видом, прочими характеристиками. При этом существует категория наиболее часто используемого сырья. В текстильной промышленности на первом месте по применению находятся . Их характеристики зависят от особенностей культур, из которых изготавливается сырье. Кроме этого, используются натуральные волокна животного происхождения. К ним относят, например, шерсть, шелк.

Свойства натуральных волокон

Как выше было сказано, характеристики сырья зависят от особенностей продуктов, из которых его получают. Наиболее распространенными являются хлопковые волокна. Их получают из специально выращиваемой культуры. Хлопчатник возделывается более чем в 50 странах. Он представляет собой многолетнюю теплолюбивую культуру. Выглядит растение в виде кустарника, высота которого от одного метра и больше. Ежегодно после цветения на культуре образуются плоды. Они представлены в виде коробочек с семенами. Их покрывает от 7 до 15 тыс. волосков. Они и являются хлопковыми волокнами. Длина волосков находится в пределах 12-60 мм. Чем они длиннее, тем качественнее пряжа и ткани. Из натуральных волокон вырабатывается текстиль, который легко поддается окрашиванию и другой обработке. Как правило, исходное сырье для промышленности имеет белый или бурый цвет. Между тем, в настоящее время технологии культивирования позволяют получать цветные

Лубяное сырье

Натуральные волокна получают из стеблей и листьев разных культур. К ним, например, относят джут, лен, крапиву и прочие. Самыми тонкими, гибкими и мягкими считаются льняные . Из них сначала создается пряжа. Из нее впоследствии производят прочные и мягкие ткани. Лен бывает нескольких видов. Длина волокон зависит от высоты стебля. Самым ценным в промышленном смысле считается лен-долгунец. Его стебли могут достигать в высоту 0.8-1 м. Низкокачественные дает лен-кудряш.

Процесс получения сырья

Созревшие льняные стебли выдергиваются вместе с корнями. Это необходимо для сохранения длины волокон. Данный процесс получил название "теребление". Раньше оно осуществлялось вручную. В настоящее время на полях работают специальные комбайны. На льномолотилках осуществляется освобождение стеблей от семян. Полученную соломку вымачивают в специальных бассейнах или других водоемах. Часть льняного стебля составляет луб. Он располагается под корой. В виде тонких связок в нем находятся волокна. Их выделение из стеблей производится на специальных заводах. На предприятиях используется особая технология отделения волокон от коры и последующей их обработки. Вымоченные стебли сушатся. Затем их мнут и треплют. После этого натуральные волокна отбеливают, поскольку они имеют светло-желтый, переходящий в стальной, цвет.

Другие культуры

Волокна прочих растений грубые и жесткие. Они используются преимущественно при изготовлении веревок, холста, мешковины, канатов и пр. К примеру, конопляное волокно - материал натуральный и похож на льняное по многим признакам. Однако оно не такое мягкое. В этой связи его используют, как правило, при производстве парусины, мешковины, шпагата, канатов. Лубяные получают не только из стеблей. В качестве сырья, например, могут выступать и листья.

Шелк

Для его производства используются волокна, которые получают из коконов шелкопряда. Они образуются на определенной стадии развития гусениц. Они сплетают кокон, представляющий собой продолговатую оболочку яйцеобразной формы. Он состоит из тончайшего волокна, которое переплетено в 40-50 слоев. Нить образуется следующим образом. На головке чуть ниже рта гусеницы располагается два отверстия. Из них выделяется густая жидкость, которая в воздухе застывает. Ее образование осуществляется постоянно. В результате образуется 2 нити, которые склеиваются серицином. Это специальное вещество, которое также выделяется гусеницей. В итоге создается одна нить, которая и идет на плетение кокона.

Промышленная обработка

Цвет кокона зависит от вида шелкопряда. Они бывают красновато-желтого, белого, желтоватого цвета. Выводят и другие виды шелкопрядов, которые плетут нежно-розовые, зеленые, голубые коконы. Следует, однако, сказать, что естественный цвет нитей не отличается устойчивостью. Кроме этого, цветные волокна впоследствии могут осложнить процесс окрашивания. Перед последующим использованием в промышленности коконы отбеливают.

Для получения волокон высокого качества коконы подвергаются обработке паром либо горячим воздухом. Куколки, находящиеся в них, умерщвляются, а чтобы предотвратить разложение, их подвергают сушке. Если этого не сделать, то насекомое превратится в бабочку и начнет выбираться из кокона. Соответственно, он будет подвергаться механическим разрушениям, что негативно сказывается на качестве нитей. Прежде чем начать сматывание волокон, коконы помещаются в бассейны, наполненные горячей водой. Затем их обрабатывают паром и щелочными растворами. Это необходимо для размягчения серицина. Один кокон дает порядка 400-1200 м нити. Однако она очень тонкая. Поэтому волокна от 3 до 30 коконов соединяются в одно.

Шерсть

Какие еще используются в промышленности натуральные волокна? Животные дают промышленности и шерсть. Она также подвергается обработке для получения нитей. Шерсть обладает разнообразными качествами и характеристиками. Отличия присутствуют в волокнах одного животного разных видов. К примеру, из овечьей шерсти большую ценность представляет та, которую получают с тонкорунных и полутонкорунных овец. В процессе стрижки волосяной покров снимается сплошным пластом. Руно неодинаково по своему качеству. Наиболее ценные волокна располагаются на спине, животе, лопатках. На ногах и задней части шерсть грубая. Однако самым качественным и ценным считается пух. Его волокна гибкие, упругие и тонкие. Качество шерсти во многом зависит от времени стрижки. Мягче будут волокна, полученные в весеннее время. В них присутствует большое количество пуха. Осенью его почти нет в шерсти. Поэтому такие волокна жесткие. Однако при этом осенняя шерсть чище весенней. Среди волокон различают:

Ость - толстое волокно.
Переходный волос. По своим характеристикам он занимает промежуточное место между остью и пухом.
"Мертвый" волос. Он представлен в виде жестких и малопрочных волокон.

Особенности обработки

Свойства пряжи будут зависеть от качества волокон, которые использовались для ее получения. Лучшие сорта изготавливаются из пуха. Качество волокон определяют не только по их прочности, мягкости, тонине, но и длине. Она, в свою очередь, будет зависеть от породы овец. Длина шерсти может достигать 180-200 мм. Сырье всегда подвергается первичной обработке. Она включает в себя сортировку, очистку от мусора (комков земли, репейника и пр.). Затем производится отрепление, рыхление. После этого шерсть промывается и высушивается. Сортировка осуществляется вручную. Руно раскладывают на специальных столах. Здесь его разделяют на части. В соответствии с определенными нормами качества подбирается шерсть в партии. Промывка производится специальными составами с добавлением моющих средств. Это необходимо для удаления частиц жира.

Химическое сырье

С развитием технологий возникла возможность производить искусственные и В качестве основной причины использования химии при получении сырья называют высокий спрос на текстиль. Имеющиеся ресурсы не могли удовлетворить потребности населения. Получение искусственного сырья осуществляется с использованием К ним, в частности, относят хлопковую, древесную и другую целлюлозу, молочные белки и пр. Эти вещества подвергаются химической обработке азотной, серной, уксусной кислотами, ацетоном, едким натром и так далее. В результате получают вискозу, нитрошелк, ацетатный, медно-аммиачный шелк.

Синтетическое сырье

Их получают при обработке разных продуктов. Среди них: нефть и уголь, попутные и природные газы, отходы сельскохозяйственного и целлюлозно-бумажного производства. Из веществ выделяют высокомолекулярные смолы. Они и выступают в качестве исходного материала для получения синтетического сырья. Обработка и переработка смол осуществляется по особой, достаточно сложной технологии. Среди наибольшее распространение получили нейлон, лавсан, капрон, милан, полихлорвинил и прочие. Химическому сырью заранее придаются определенные качественные характеристики. В частности, оно отличается прочностью, устойчивостью к влаге, краске и пр.

Смешанное сырье

Химические и натуральные волокна, о которых сказано выше, представляют собой однородные материалы. Между тем, сегодня все большую популярность приобретает смешение сырья. Внедрение новых технологий в текстильное производство дает широкие возможности для получения огромного ассортимента пряжи. Смешиваться могут натуральные волокна как друг с другом, так и с искусственными и синтетическими материалами. Например, соединяют капрон и лен, нейлон и шерсть. Для получения полушелковых и полушерстяных тканей используется не только смешение волокон. Активно применяются новые технологии ткачества. В частности, при создании полотна нитями основы является пряжа одних волокон, а утка - других.

Заключение

Текстильная промышленность считается одним из наиболее крупных производственных секторов. Для изготовления востребованной продукции должно использоваться качественное сырье. Оно должно соответствовать ГОСТам, подвергаться тщательной обработке. Это важно для волокон любого происхождения, в том числе химического. Стоит отметить, что в промышленности постоянно внедряются передовые технологии производства. Это, в свою очередь, требует поставки новых видов сырья.